塔式起重机基础专项施工方案

广州市轨道交通七号线一期大洲车辆段与综合基地【施工标】 建筑起重机械基础专项施工方案广州市轨道交通七号线大洲车辆段与综合基地【施工标】建筑起重机械基础专项施工方案 施工单位： 中铁十一局集团有限公司 建设单位： 广州市地下铁道总公司 监理单位： 广州轨道交通建设监理有限公司 编 制： 审 核： 批 准： 日 期： 2015年3月16日目录一、工程概况1二、塔式起重机主要技术性能参数1三、初步设计2四、基础地质情况及相关验算过程34.1基础地质情况34.1.1 塔吊基础地质情况34.1.3基础设计主要参数44.2桩顶作用效应计算54.2.1竖向力计算54.2.2水平力计算54.3单桩允许承载力特征值计算54.3.1单桩竖向极限承载力标准值计算64.3.2桩基竖向承载力计算64.4桩基水平承载力验算64.4.1单桩水平承载力特征值计算64.5抗拔桩基承载力验算64.5.1抗拔极限承载力标准值计算64.5.2抗拔承载力计算64.6抗倾覆验算74.7桩身承载力验算84.7.1正截面受压承载力计算84.7.2预制桩插筋受拉承载力验算84.7.3承台受冲切承载力验算84.7.4承台抗弯验算94.8计算结果9五、质量验收及保证措施135.1钢筋135.1.1钢筋原材料质量要求135.1.2钢筋的检验与存放135.1.3钢筋保护层要求145.1.4钢筋加工制作和焊接145.1.5钢筋安装绑扎要求155.2混凝土施工155.2.1混凝土的供应方式155.2.2混凝土的浇筑155.2.3混凝土的养护155.3防雷措施15六、安全文明控制措施16一、工程概况1.1项目基本概况广州市轨道交通七号线一期工程大洲车辆段与综合基地占地约25.4478公顷，段址位于番禺区钟村镇石壁村，广州新客站西北约2000m、石壁村西侧约800m处，为一不规则形用地。拟建大洲车辆段综合楼位于大洲车辆段场内西北侧，综合楼为地上五层、局部地下一层框架结构，建筑总高度22.5米，总建筑面积18932.6m2，建筑基地面积为3756.1m2。综合楼正负零标高为绝对高程8.5米，场地现已平整，场地标高为8.2米。根据本工程规模和施工实际需要，在地下室及主体结构施工时需装设一台施工塔式起重机，解决垂直运输问题。按施工组织设计中施工总平面布置图，在综合楼西侧中部安装一台QTZ80（TC6012）型塔式起重机，以提高劳动效率。1.2编制依据（1） 塔式起重机设计规范GB/T13752-1992（2） 塔式起重机混凝土基础工程技术规程JGJ/T187-2009（3） 建筑地基基础设计规范GB50007-2011（4） 建筑桩基技术规范JGJ94-2008（5） 混凝土结构工程施工质量验收规范GB50204-2002（6） 混凝土结构设计规范GB50010-20102、 塔式起重机主要技术性能参数QTZ80塔式起重机主要技术性能参数详见下表：技术性能表QTZ80（TC6012）工作幅度最小2.2m最大60m起升高度独立式附着式45m200m最大起重量6t起升YZRDW225M/24KWa=2a=4tm/mintm/min304060201.50803040变幅m/min40/20KW3.3/2.2回转r/min00.6KW3.7/2电源380V 50HZ工作状态非工作状态反力F190t118t反力F270t92t三、初步设计塔式起重机采用桩基础,塔式起重机承台基础配筋按QTZ80（TC6012）自升塔式起重机使用说明书要求，尺寸500050001500（长宽高），砼强度等级C35。根据QTZ80自升塔式起重机使用说明书，塔式起重机固定基础的载荷如下：P1基础所受垂直力 P2基础所受水平力 M基础所受倾翻力矩 MK基础所受扭矩 根据使用说明书,在工作及非工作状态下,各力学参数最大值如下:P1max=97.1tP2max=4.5tMmax=196.7tmMk=30.5tm四、基础地质情况及相关验算过程4.1基础地质情况4.1.1 塔吊基础地质情况根据塔机的安装位置及综合楼地质补堪报告，选择MGZ3-CLD-FJB09的钻探资料作为计算依据。图4-1 综合楼钻孔柱状图4.1.2 岩土力学资料根据钻孔柱状图，分析预制管桩桩顶以下岩土力学资料见下表：序号地层名称厚度L(m)极限侧阻力标准值qsik(kPa)极限端阻力标准值qpk(kPa)qsiki(kN/m)抗拔系数iiqsik*i(kN/m)1填土2.1020.0042.000.4016.802淤泥土0.5010.005.000.402.003粉砂8.820.00176.000.4070.44粉质粘土6.9046.00317.400.60190.445全风化砾岩6.70110.006600.00737.000.70515.9桩长251277.4qsik*Liiqsik*Li795.544.1.3基础设计主要参数基础桩采用4根PHC-400-95AB型预应力管桩,桩顶标高-1.90m；桩混凝土等级C80,fC=35.90N/mm2 ,EC=3.80104 N/mm2；ft=2.22N/mm2,桩长暂定25m,管道壁厚95mm；桩尖入岩深度大于1m;钢筋选用HRB335，fy=300.00N/mm2,Es=2.00105N/mm2；承台尺寸长(a)=5.00m,宽(b)=5.00m,高(h)=1.50m；桩中心与承台中心线垂直距离为1.90m,承台顶面标高-0.50m；承台混凝土等级C35，ft=1.57N/mm2,fC=16.70N/mm2,砼=25kN/m3。Gk=abh砼1.2 =5.005.001.50251.2=1125.00kN图4-2 塔吊基础尺寸示意图4.2桩顶作用效应计算4.2.1竖向力计算1）轴心竖向力作用下Nk=(Fk，Gk)/n=(850.00+1125.00)/4=493.75kN2）偏心竖向力作用按照Mx作用在对角线进行计算，Mx=Mk=2728.00kN.m，yi=1.9020.5=2.69mNk =(Fk，Gk)/nMxyi/yi2=493.75(2728.002.69)/(22.692)=493.75507.06Nkmax=1000.81kN, Nkmax=-13.31kN (基桩承受竖向拉力)。4.2.2水平力计算Hik=Fh， /n=70.00/4=17.50kN4.3单桩允许承载力特征值计算管桩外径d=400mm=0.40m，内径d1=400-295=210mm=0.21m，hb=1.50m,hb/d=1.50/0.4=3.75,p =0.162.5=0.64.3.1单桩竖向极限承载力标准值计算Aj=(d2-d12)/4=3.14(0.402-0.212)/4=0.12m2,Apl=d12/4=3.140.212/4=0.035m2Qsk=uqsiki=dqsiki=3.140.41277.4=1604.4kNQpk=qpk(Aj+pApl)=6600.00(0.12+0.60.035)=930.6kNQuk= QskQpk=1604.4+930.6=2535NRa=1/KQuk=1/22535=1267.5kN4.3.2桩基竖向承载力计算1）轴心竖向力作用下 Nk=493.75kNRa=1267.5kN,竖向承载力满足要求。2）偏心竖向力作用下 Nkmax=1000.81kNRa=1.21267.5=1521kN,竖向承载力满足要求。4.4桩基水平承载力验算4.4.1单桩水平承载力特征值计算I=(d4-d14)/64=3.14/64(0.404-0.214)=1.1610-3m4EI=EcI=3.801071.1610-3=44102.1N.m2查表得:m=10.00103kN/m4, Xoa=0.010mbo=0.9(1.5d+0.5)=0.99m=990mm=(mbo/ ECI)0.2=(10.0010000.99/44102.1)0.2=0.74L=0.7425=18.54,按 L=4,查表得: x=2.441RHa=0.75(3EI/x)oa=0.75(0.74344102.1/2.441)0.01=52.71kN（2）桩基水平承载力计算Hik=17.50kNRha=52.71kN,水平承载力满足要求。4.5抗拔桩基承载力验算4.5.1抗拔极限承载力标准值计算Tgk=1/nu1iqsikLi=1/4(1.902+0.40)795.54=835.32kNTuk=iqsikuiLi=795.543.140.40=999.2kN4.5.2抗拔承载力计算Ggp=5.005.0018.4018.80/4=2162.00kNGp=0.0918.5025=41.63kNTgk/2+Ggp=835.32/2+2162.00=2579.7kNNkmin=13.31kN,基桩呈整体性破坏的抗拔承载力满足要求。Tuk/2+Gp=999.2/2+41.63=541.23kNNkmin=13.31kN,基桩非呈整体性破坏的抗拔承载力满足要求。4.6抗倾覆验算图4-3 倾覆点示意图a1=2.35m,bi=5.00/2+1.90=4.40m，倾覆力矩M倾=MFhh=2630+70.001.40=2728.00kN.m抗倾覆力矩M抗=（FkGk/1.2）ai2(Tuk/2+Gp)bi=(850.00+1125.00/1.2)2.35+2(524.38/2+41.63)4.40=6874.25kN.mM抗/M倾=6874.25/2728.00=2.52抗倾覆验算2.521.6,满足要求。4.7桩身承载力验算4.7.1正截面受压承载力计算c=0.85cfcAj=0.8535.9010000.12=3661.8kN正截面受压承载力=3661.8kNNkmax=1000.81kN,满足要求。4.7.2预制桩插筋受拉承载力验算插筋采用HRB335，fy=300.00N/mm2，取420，As=4314=1256mm2fyAs=3001256=N=376.80kN fyAs=376.80kNNkmin=13.31kN,正截面受拉承载力满足要求。M倾/(4xiAs)=2728.001000/(41.901256)=285.79N/mm2M倾/(4xiAs)=285.79N/mm2300.00N/mm2,满足要求。4.7.3承台受冲切承载力验算（1）塔身边冲切承载力计算F=F1.2Qik=Fk，=850.00kN，ho=1.50-0.10=1.40m=1400mmhp=1.0+(2000-1500)/(2000-800)(0.9-1.0)=0.960=1.90-0.40/2-1.70/2=0.85m,=0/ho=0.85/1.50=0.570=0.84/(+0.2)=0.84/(0.57+0.2)=1.09um=4(1.65+ho)=4(1.65+1.40)=12.20mhp0umftho=0.961.0912.201.5710001.40=28059.84kN承台受冲切承载力=28059.84kNFt=850.00kN,满足要求。（2)角桩向上冲切力承载力计算N1=Nk，=Fk，/n+ Mxyi/yi2=850.00/4+2728.002.69/(22.692)=719.56kN1x=1y=0/ho=0.85/1.50=0.57,c1=c2=0.60+0.25=0.85m1x=1y=0.56/(1x+0.2)=0.56/(0.57+0.2)=0.731x(c1+1y)/2+1y(c1+1y)/2hpftho=0.73(0.85+0.80/2)20.961.5710001.40=3850.90kN角桩向上冲切承载力=3850.90kN2Nl=1439.13kN,满足要求。（3)承台受剪切承载力验算Nk，=Fk，/n+ Mxyi/yi2=850.00/4+2728.002.69/(22.692)=719.56kNV=2Nk，=2719.56=1439.12kNhs=(800/ho)1/4=(800/1400)0.25=0.87,=0/ho=0.85/1.5=0.57=1.75/(+1)=1.75/(0.57+1)=1.11,b0=5.00m=5000mmhsftb0ho=0.871.111.5710005.001.40=10613.04kN承台受剪切承载力=10613.04kN2Nl=1439kN,满足要求。4.7.4承台抗弯验算（1)承台弯矩计算Ni=Fk，/n+ Mxyi/yi2=850.00/4+2728.002.69/(22.692)=719.56kN,Xi=1.90mM=NiXi=2719.561.90=2734.34kN.m（2)承台配筋计算承台采用HRB335，fy=300.00N/mm2As=M/0.9fyho=2734.34106/(0.93001400)=7234mm2取2925 176mm (钢筋间距满足要求),As=29254=7366mm2承台配筋面积7366mm27234mm2,满足要求。图4-4 承台弯矩示意图4.8计算结果（1）基础桩4根400 预应力管桩,桩顶标高-1.90m,设计桩长25m，单桩设计承载力特征值为1100KN；桩混凝土等级C80,壁厚95mm,桩顶插筋420，（2）承台长(a)=5.00m，宽(b)=5.00m，高(h)=1.50m ，桩中心与承台中心1.90m，承台面标高-0.50m；混凝土等级C35，承台底、面钢筋采用双向2925176mm。（3）基础大样图图4-5 塔吊基础平面图图4-6 塔吊基础剖面图图4-7 承台配筋图预埋塔吊专用螺栓直径为36mm，总长度为1100mm，埋置深度950mm，露出承台部分高度为150mm，共36根。塔吊定位钢板厚度为5mm，尺寸为600mm600mm，共设置8个。图4-8 预埋螺栓大样图图4-9 预埋件安装定位图图4-10 承台与预制桩连接详图五、质量验收及保证措施塔式起重机的地基基础是保证塔吊安全使用的核心条件，在基础质量管控过程中严格执行“自检、互检、交接检”的“三检制”，严格按照验收规范对管桩、钢筋等进场材料，桩基础桩顶标高、桩长、单桩承载力，混凝土强度、预制构件性能等进行验收。管桩施工、钢筋绑扎、混凝土浇注等工序都必须严格遵守验收程序，在上一道工序验收合格后方可进行下一道工序的施工。凡经验收合格的工序，按时填写检验批及工程验收记录表。塔吊基础承台验收基本的要求如下： 塔吊基础开挖深度为1600mm，基础施工后承台表面标高基本与原来地面水平面。 基础底部夯实后浇C15垫层100mm厚； 承台砼强度等级C35 承台砼基础的高度为1500 混凝土基础表面应校水平，平面度允许偏差，小于1/500 塔吊承台基础配筋按承台配筋大样进行绑扎，严格按照施工大样图进行施工。 塔吊基础预埋地脚螺栓，安装尺寸必须按图预埋并固定，浇砼后对地脚螺栓位置进行复核，在两个方向的中心线挂铅垂线，保证预埋脚及基础面平整度符合要求，塔吊标准节的垂直度与水平面的垂直度1/1000。 塔吊的安装、运行必须待基础砼强度达到90%后方能进行。5.1钢筋5.1.1钢筋原材料质量要求（1）进场钢筋均有出厂合格证，每批钢筋抽样进行力学性能试验，合格方可加工制作。（2）钢筋表面清洁无油污，锈蚀的钢筋禁止使用，对弯曲的钢筋使用前进行调直处理。5.1.2钢筋的检验与存放（1）钢筋进场要具有出厂证明书和试验报告单，并分批作机械性能试验。如使用中发现钢筋脆断、焊接性能不良和机械性能显著不正常时，立即停止钢筋施工，还应进行钢筋化学成分分析。（2）钢筋取样，每批重量不大于60t。在每批钢筋中的任意两根钢筋上各取一套，每套试样从每根钢筋端部截去500mm，然后再截取试样二根，一根作拉力试验（包括屈服点、抗拉强度和延伸率），另一根作冷弯试验。（3）进场的每批钢筋用完后，钢筋工长、试验人员在试验报告合格证明书上注明使用的部位，以便今后对结构进行分析，确保工程质量。（4）钢筋在储运堆放时钢筋的成品派专人管理，要分分部、分层、分段和构件名称，按号码顺序堆放，同一部位或同一构件的钢筋要放在一起，并有明显标识，标识上注明构件名称、部位、钢筋型号、尺寸、直径、根数。并按级别、品种分规格堆放整齐，钢筋与地面之间支垫不低于200mm的底垫或搭设钢管架，对于数量较大，使用时间较长的钢筋表面加覆盖物，防止钢筋锈蚀、污染以及冬季结冰。（5）钢筋规格品种不齐需代换时，先经过设计单位同意，方可进行代换，并及时办理技术核定单。5.1.3钢筋保护层要求所有钢筋保护层的厚度由混凝土垫块来保证，其垫块由1：2水泥碎石制成，标号C35，设计成在浇制混凝土时不会翻动且在满足设计要求的前提下尽可能的小。5.1.4钢筋加工制作和焊接（1）采用连续配筋方法配筋，尽量不丢短节，节约钢筋。（2）专业工人须持证上岗，并做好现场焊接钢筋的随机取样工作。（3）同一连接区段内钢筋搭接接头面积百分率不大于25，焊接接头面积百分率不大于50%。（4）钢筋制作必须符合设计要求，并满足抗震规范的要求，平直段长度不应小于10d（d为箍筋直径）。（5）钢筋在加工厂制作完成后运转至塔吊基础施工地点。（6）钢筋制作前，应按照大样试制检查无误后方可进行生产，钢筋的搭接和锚固长度均应符合设计和规范要求。5.1.5钢筋安装绑扎要求（1）按图放样，在施工前对每一编号钢筋均先试制无误后，方可加工生产。（2）绑扎钢筋时，应先按施工图设计用尺寸分线，标出间距、范围，经校对正确后再摆放钢筋进行绑扎。5.2混凝土施工混凝土施工过程中的搅拌、运输、浇筑、振捣及养护等都有很大影响。施工时，我们对施工中各个环节严加控制，严格按照有关规范、规程进行施工。施工时我们采取以下几项技术措施：